钛合金与不锈钢制品(pin)管的(de)焊接性分析

2021-10-19 15:39:57 正佳不锈钢

钛及其合(he)金因密度小、比强度高和耐腐蚀性好被广泛应用于医学、化工、交通运输、核(he)能和(he)电力等(deng)领域，但是钛及其合金的使用受到了成本(ben)限制，并且(qie)焊接和加工性能较差。不锈钢制品(pin)管价格经(jing)济实惠，而且具有良(liang)好(hao)的热电性能及力学性能，将两者结合形(xing)成异种金(jin)属结构件可以充分发挥两种金属(shu)在性能和(he)经济上的优势互补。下面来说说(shuo)钛合金与不(bu)锈钢制(zhi)品(pin)管的焊接性分(fen)析。
钛合金的焊接性
钛合金化学活性大，在高温状态下(xia)极易与空气中的(de)氢、氧、二氧化碳、水等产生化(hua)学反应，造成焊接接(jie)头(tou)的塑性及冲击韧度下降，同时(shi)发生体积膨胀而引起较大的应力(li)，导致熔合线附近出现气孔，严重时会导致冷(leng)裂纹的产生。钛(tai)合金的热物理性能特殊，钛合金具有熔点高、热容量小、热导率(lv)小的特点，因此焊接解冻易产生过热组织，使晶粒变得粗大。而(er)且弹(dan)性模量约(yue)比(bi)钢小一半，所以(yi)焊接(jie)残余变形较(jiao)大，并且焊后变形的矫正(zheng)也较为困(kun)难。
不锈钢制品管的焊接(jie)性(xing)
不锈钢制品管以304不锈钢为例，一般具有良好的焊接性能。但当镍、钼含量高的高合(he)金不锈钢进行(xing)焊接时，易产生(sheng)高温裂纹，还易(yi)发生σ相脆化，以及耐蚀性下降和应力(li)腐蚀裂纹等缺陷。

钛合金与不锈(xiu)钢制品(pin)管的综合焊接性
目前，钛合金与不锈钢的焊接方法主(zhu)要包括激光束焊、等(deng)离子焊、电子束(shu)焊、爆炸焊、摩擦焊和扩散(san)焊等。
钛合金的主要(yao)成分钛和不锈钢的主要(yao)成分铁都属于高熔点材(cai)料，如果采用熔化焊接的(de)方(fang)法进行二者的连接则加热温度很高，在焊接加(jia)热和冷却的过程中会产生很(hen)大的(de)焊接应力(li)。另外二者的熔点相差140℃，在(zai)焊接过程中熔点(dian)低的材料达到熔化状态时，熔点高的材(cai)料仍呈固体状(zhuang)态(tai)，这时已经熔化的材料容(rong)易渗入(ru)过热区的晶界，会(hui)造(zao)成低熔点材料的流失、合金元素烧损或蒸发，使焊接接头难以焊合。

此外，钛的化学性质活泼，容易与(yu)不锈钢制品管中铁、铬(ge)、镍等合金元(yuan)素发生化(hua)学反应生成金属间化(hua)合物，由于金属间(jian)化合物具有较大的脆性使接头脆化，在焊(han)接应力的作用下(xia)容易导致焊缝产生裂纹甚至断裂，导致接头的塑性和高温(wen)性能变差(cha)，焊接质量下降，给二者(zhe)之间的(de)焊接带(dai)来了很大的困难。而且钛(tai)合(he)金与不锈(xiu)钢在密度、比热容、热导率等(deng)物(wu)理性(xing)能和力学性能上均有较大差异，必然会降低钛合金与不锈钢焊接的牢固性。
以上就(jiu)是钛合金与不锈钢制品管的焊(han)接性分(fen)析，虽然目前钛合金与不锈钢的焊接仍存在很(hen)多问题亟待(dai)解决，例如该如何抑(yi)制脆性金属间化合物的形成等(deng)。但不可否(fou)认(ren)的(de)是，钛合金与不锈钢的焊接，具有较大的实际意义和经济效益。